JPS5843079B2 - 抗葉酸剤に対する細菌の感受性試験用組成物 - Google Patents

抗葉酸剤に対する細菌の感受性試験用組成物

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JPS5843079B2
JPS5843079B2 JP51007871A JP787176A JPS5843079B2 JP S5843079 B2 JPS5843079 B2 JP S5843079B2 JP 51007871 A JP51007871 A JP 51007871A JP 787176 A JP787176 A JP 787176A JP S5843079 B2 JPS5843079 B2 JP S5843079B2
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bacterial
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agar
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    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/18Testing for antimicrobial activity of a material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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    • C12N9/10Transferases (2.)
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    • C12N9/1077Pentosyltransferases (2.4.2)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微生物用の培地に関し、特(こスルファメトキ
サゾール(SMX)およびトリメトプリム(TMP)ま
たはその伺れかのような抗葉酸抗微生物剤に対する細菌
の感受性試験lこ使用される培地に関するものである。
常用される培地がスルホンアミドまたはトリメトプリム
、即ち細菌における葉酸合成を阻害する薬剤、に対する
これら生物の感受性を測定するためにはしばしば不適当
であることは多年の間知られている。
この不適当さは、連続希釈法を用いたとき長く尾を引く
終点を与えることによって、また拡散法を用いたとき阻
止帯内の不完全発育によって現われる。
チミジンがスルホンアミドおよびトリメトプリムの阻止
活性の非常に強力な逆転剤であることが、ブツシュバイ
(Bushby ) 〔Med 。
J、Au5t、5pecial Supplemen
t(1973)1:10〕ならびにコツホ(Koch)
およびバーチオール(Burchall ) [Ap
pliedMicrobiology(1971) 2
2 :812]により示された。
1945年にハーバ−(Harper )およびコスト
ン(Cowston ) (J 、 Path、Bac
t、 57 :59)は分解した( 1ysed )馬
血液をわるい感受性試験培地へ添加したとき、それを申
し分のない培地に変換できることを示した。
この初期の研究および数人の他の研究者の研究以来、ス
ルホンアミドによって生ずる阻止帯内にしばしば観察さ
れる部分的発育を減らすため、抗菌感受性試験培地中に
分解した馬血液を含めることが普通に実施されるように
なった。
更に最近になって、この方法はトリメトプリムに関する
試験において同様に有効であることもまた示された〔ブ
ツシュバイ、Postgraduate Med 、
J 、 (1969)45:10;およびダーレル(D
arrel l )等、J、Cl1n。
Path、(1968)21 :202〕。
ハーバ−とコーストンはa)分解した馬血液が全血より
もスルホンアミド−培抗物質を中和するのに有効である
、b)幾つかの他の種の血液は不活性である、C)分解
物の活性はインキュベーション時間および温度(30°
まで)と共に増加する、d)分解物はp−アミノ安息香
酸によるスルホンアミド阻止の逆転に影響しないことを
確立した。
彼等は分解した血液がスルホンアミド拮抗物質を中和す
る因子を含むと結論した。
・このいわゆるバーパー−コーストン因子は中程度の濃
度、即ち約0.1ないし15μ9/7rLlのチミジン
を含有する培地についてのみ有効である。
0.1μg/1rLl以下では、この薬剤の活性は拮抗
されず、従ってこのような少量のチミジンはそれを取去
っても観察される薬物阻害に影響を持たない。
非常に高濃度、即ち15μ9/7d!より犬、のチミジ
ンでは、バーパー−コーストン因子の活性がスルホンア
ミドおよびトリメトプリムの活性の逆転を克服するのに
十分でない。
これは多分チミジンの開裂の結果として生成する高濃度
のチミンが、はるかに活性の大きいチミジンを逆転にお
いて置き換えうるためであろう。
バーパー−コーストン因子はチミジンホスホリラーゼで
あることが報告された〔ブツシュバイ、細菌感染におけ
るトリメトプリム/スルファメトキサゾール:ウェルカ
ム・ファウンデーション・シンポジウム。
ペンシュタイン(Bernstein)&ソールター(
5alter )編、チャーチル リビンストン、エデ
インバーグ&ロンドン、1973.31−38頁、およ
びブツシュバイ、Med、J。
Au5t 、5pecial Supplement
、、 1973.1:10−18]。
後者の引用文献において、「チミジンはTMP/SMX
の容器内活性を妨害するとはいっても、それが容器内活
性に影響する程十分(こ高濃度で動物に普通存在するの
ではない」ことが指摘された。
分解した馬血液を培地に含めることの−っの欠点は、そ
れが培地に赤味がかった褐色を付与することであって、
馬血液の量が多い程色が深くなる。
この着色は、それがインキュベーション後細菌発育の帰
属を著しく妨げるので望ましくない。
例えば、液体培地の場合、増加した色が培地の透明度を
下げ光学密度測定を非常に不正確(こする。
固体培地の場合C1こは、寒天のコントラストの減少が
あり、阻止帯寸法を精密に測ることを一層困難にし、ま
た阻止帯内の不完全発育の有無を決定することを困難に
する。
その上、細菌培地への分解馬血液の添加という必要条件
は、その培地が実質的に定義不可能であることを意味し
、これは幾分か望ましくない性質である。
馬血液を使用することのもう一つの欠点は、それが世界
中で非常に限られた供給量でかつ非常(こ極く少数の供
給者から市販されていることである。
細菌由来の単離され精製された酵素チミジンホスホリラ
ーゼを種々様々な常用の発育培地へ添加すると、抗葉酸
剤に対する細菌の感受性試験用培地が改良されることが
最近発見された。
本発明の一つの方向は細菌発育培地およびそれと組み合
わせた細菌由来の精製チミジンホスホリラーゼからなる
、抗葉酸剤に対する細菌の感受性試験用組成物を提供す
るものである。
酵素チミジンホスホリラーゼの添加は、抗葉酸剤、例え
ばスルファメトキサゾールおよびトリノドブリムに対す
る細菌の感受性を試験するための多くの培地、例えばミ
ューラーーヒントンブイヨンおよび寒天、オキソイド・
センシテイビテイー・テストブイヨンおよび寒天、ウェ
ルコテスト・センシテイビテイー・テスト寒天、プレイ
ン・ハト・インフュージョンブイヨンおよび寒天、およ
びペプトン・ツヤ寒天を改善する。
チミジンホスホリラーゼはサルモネラ チフイムリウム
(Salmonella typhimurium)
、バチルス セレウス(Bacillus cere
us ) 、バチルス ステアロテルモフィルス(St
earotherm。
philus)およびヘモフィルス インフルエンザエ
(Haemophilus 1nfluenzae)
といった細菌から、そして特に発育のためにチミンおよ
びメチオニンを要求する大腸菌(Escher 1ch
iacoli)の株から以前には精製されていた。
この後者の精製は沈殿、分別、幾つかのクロマトグラフ
ィ一工程および透析からなる極端に長い過程を含む〔シ
ュワルツ(5chvvar tz ) p Mll 9
71、Eur、J、Biochem、 21 : 19
1−198 )。
しかしこの方法から採取される酵素製剤は粗製細胞抽出
物よりわずか25倍純粋であるに過ぎない。
幾つかの細菌株、特に大腸菌のある株は適当な発育条件
下で極端に多量のチミジンホスホラーゼを生産すること
、ならびにこの酵素を、これまでに行なわれていたより
もはるかに純粋な製剤が高収量で得られるように細胞抽
出物を特別な吸着剤に加えそれを吸着剤から溶離するこ
とによって、単離し精製できることが最近発見された。
更にこの新しい単離/精製法は酵素の大規膜生産に適合
できる。
本発明の第二の方向は、粗製酵素を細菌から水性媒質中
に抽出し、そして吸着工程、クロマトグラフィ一工程お
よび透析工程を含む分別処理に該抽出物をかけることか
らなる、細菌由来の精製チミジンホスホリラーゼの製造
法を提供するものである。
この方法は、1)適当な発育条件下で高濃度のチミジン
ホスホリラーゼを生産する能力を有する菌株を選び、2
)これから得られた粗製細胞抽出物を実質的に等量のC
aHとPO4:とを含むリン酸カルシウムゲル吸収剤へ
、なるへくは精製の最初の工程として、加えることを特
徴とする。
溶離剤をその後DEAEセルロースおよび(または)セ
ルロースーエピクロルヒドリントリエタノルアミン(E
CTEOLA−セルロース)と接触させ、DEAE−セ
ルロースからの溶離後そしてECTEOLA−セルロー
スへの吸着前に、水または適当な緩衝剤に対する透析を
行なうのがよい0 大腸菌B−96(ATCC13473)は本発明の目的
に対して著しく有利である。
サルモネラチフイムリウム LT−2ATCC1527
7)は大量のチミジンホスホリラーゼを産生ずる細菌の
他の株の一例であり、従って本発明の実施に有用である
もつと熱に安定な酵素が望ましいある場合Qこは、B、
ステアロテルモフィルスから単離された酵素が有効であ
ることが証明された。
大腸菌株 ATCC13473は適烏な炭素源と追加の
プリン類を含む最少基壇地中で培養できる。
他方、この細菌は酵母エキス培地Gこおいても培養でき
る。
次に酵素の粗製抽出物は、細菌の細胞をリン酸塩緩衝液
中で音波処理し続いて細胞砕片を遠心で除去することに
よりつくられる。
この粗製抽出物を、例えば少量のリン酸カルシウムゲル
と混合してから遠心して不要のタンパク質を除去する。
このようにして得た上澄を次に別の部分のリン酸カルシ
ウムゲルと混合してこれへ酵素を吸着させる。
酵素活性はリン酸緩衝液での順次洗浄によりゲルから溶
離できる。
次に酵素をDEAE−セルロースに吸着させ、洗浄し、
そこから溶離する。
透析後、調製物をECTEOLAセルロースに吸着させ
そこから溶離する。
精製のあらゆる段階において、酵素活性についての溶離
液の検査は選ばれた波長で分光光度法による検定を用い
て便利に行なわれる。
このようにして精製した酵素は硫酸アンモニウム水溶液
中のけん濁液として便利に入手できるようになしうる。
この酵素は幾つかのを椎動物組織中(こも存在し、それ
から精製することができるが、哺乳動物組織中の濃度は
一般に細菌におけるよりはるかに低い。
更(こまた精製された微生物チミジンホスホラーは精製
された哺乳動物の対応量より何倍も活性が大きい。
事実馬の血液は1TLlにつき約40ないし100単位
のチミジンホスホリラーゼ活性(ここで定義した通り)
を含むことが見出されている。
実施例1の大腸菌音波処理品はこの濃度の1000倍よ
り多くを含有する。
このようにして、細菌源から精製酵素を調製する経済的
方法の利点は多くかつ重要である。
酵素の一層入手容易な安価な給源であるばかりでなく、
酵素を抽出し精製する方法がはるかに経済的である。
培地に添加されるチミジンホスホリラーゼの濃度は、培
地1rrLl当り酵素活性約2ないし200単位の範囲
内がよく、5ないし100単位/ydの方が一層好まし
く、そして7ないし50単位/mlが最もよい。
精製酵素の酵素活性1単位は、25°Cp H7,4に
おいて200mMのリン酸カリウム緩衝液の存在下にチ
ミジンの1ミリモル溶液からチミン1ナノモル分の生成
を触媒する酵素量である。
精製チミジンホスホリラーゼが添加された培地は各種の
生物、例えばストレプトコッカス ピオゲネス(5tr
eptococcus pyogenes ) 、黄
色ブドウ球菌(5taphylococcus au
reus )、ビブリオ コンマ(Vibr io
comma )、エリシペロトリクス ルシオパチアエ
(Erys ipe 1othr 1xrhusiop
athiae )、セラチア マルセセンス(5err
atia marcescens )、クレブシエラプ
ノイモニアエ(Klebsiella pneumo
niae)、Kleb、エロゲネス(aerogene
s )、Sal、チホサ(typhosa ) 、大腸
菌(E、coli)、シゲラ フレクスネリ(Shig
ella flexneri )、Shig、ダイセ
ンテリアエ(dysenteriae )、エンテロバ
クタ−(Enterobacter )エロゲネス、E
ntero 、クロアカニL (cloacae )
、チトロバクター フロインシイ(C1trobact
erfreundi i ) 、プロテウス ブルガリ
ス(Proteus vulgaris )、Pr
、ミラビレス(m1rabiles )、Pr、レット
ゲ゛す(rettgeri)、および緑膿菌(Pseu
domonas aeruginosa)の抗葉酸剤2
こ対する感受性を試験するのに適している。
5trep、ファエカリス(faecalis )は著
しい例外である。
それはこの生物の場合、葉酸レダクターゼの阻害剤、例
えばトリメトプリムの活性を実質的に逆転させることに
おいてチミンがチミジンと同じ位有効だからである。
精製酵素は所望の培地へ製造あるいは調製の適当などの
段階においても添加できる。
例えば、培地のオートクレーブ処理の後、温度が約50
55℃(こ下がったときに無菌溶液として無菌的に加え
ることができる。
酵素の添加後は、酵素の不活性化を最小にするために、
酵素処理培地を約510分間より長<50−55℃に保
たないように、可能な限りす早く培地を処理すべきであ
る。
本発明の第三の方向は、細菌由来のチミジンホスホリラ
ーゼの精製された調製物と細菌発育培地との混合からな
る、細菌の抗葉酸剤に対する感受性を試験するのに適し
た組成物の製造法を提供するものである。
このように製造された組成物の一つの特別な利点はそれ
が淡色かつ透明であることであって、このことは抗葉酸
剤に対する細菌の感受性の測定において、細菌の発育の
正確な評価を容易にするのである。
細菌由来のチミジンホスホリラーゼは一20’Cで安定
であるが、4℃においては活性が有意な速度で減少する
ことが従来知られている。
調製品のタンパク質含量が少なくともタンパク質5 r
n9/rrtlであるという条件で、調製品へ硫酸アン
モニウムを添加することにより、精製酵素組成物を分解
に対して著しく安定になしうろことがここに発見された
このタンパク質含量は必ずしもすべてが酵素から成る必
要はない。
例えば、10%の硫酸アンモニウムを含むリン酸塩緩衝
液中の酵素の濃厚溶液(タンパク質5■/縦以上)は、
活性を殆どあるいは全く失なうことなく長期間にわたり
貯蔵できる。
硫酸アンモニウム水溶液中のチミジンホスホリラーゼの
安定なけん濁液もつくることができる。
次の実施例Oこより本発明を説明するが、本発明は如何
なる仕方においてもこれらによって制限されることはな
い。
実施例 1 チミジンホスホリラーゼの精製 Na2HP04(18,9f/l )、KH2PO4(
6,3f/l)、MgSO4・7H,10(0,2p/
7り、(NH4)2SO4(2,Of/13)、アデノ
シン(0,59/it ) 、およびカサミノ酸(s、
o y/A)を含む最少基壇地中34℃において大腸
菌B−96(ATCC13473)を通気した容器内で
発育させる。
600 nmにおける培地の光学密度(希釈せずに)が
2.0に達したとき細胞を遠心により採取する。
次の操作は特に断らない限り3°Cで行なわれる。
細胞ペースト(25p)をその重量の2倍の5mM’J
ン酸カリウム緩衝液、pH8,0(緩衝液A)中にけん
濁する。
この細胞浮遊液を5rrLlずつ、各50秒の冷却時間
をおいて12秒ずつ2回音波処理する。
ブランソン(Branson )モデル5125音波発
振器を出力セット6で用いる。
音波処理液をためておき、48.000xgで20分間
遠心する。
その上澄(段階I−後の表Iを見よ)へ25TLlのリ
ン酸カルシウム ゲルけん濁液(乾燥固形物31■/縦
、3℃で5箇月間熟成)をゆつより加える。
得られたけん濁液を10分間かきまぜ、次に12.00
0×ダで5分間遠心する。
その上澄を更に100TLlの該リン酸カルシウム ゲ
ル けん濁液と混合し、混合物を10分間かきまぜ、9
.700xpで15分間遠心する。
この結果得られたゲルペレットを緩衝液A(10(7)
を用いて、再けん濁および9.700xgで15分間の
遠心により洗浄する。
酵素活性をこのゲルペレットから2回の順次洗浄、即ち
最初は10 mM ’)ン酸カリウム緩衝液、pH8,
0(100m1)を用い、2回目は20 mMリン酸カ
リウム緩衝液、pH8,0(100ml )を用いての
洗浄により溶離する。
二つの洗液を合わせる(段階■)。
処理手順の残りは25℃で行なう。
合わせた洗液20mMリン酸カリウム、pH6,4(緩
衝液B)であらかじめ平衡させたDEAE−セルロース
カラム(直径1.8(mX高さ6crfL)に加える。
仕込まれたカラムを緩衝液B(100rrLl)で洗浄
し、次に酵素をリン酸塩緩衝液の直線状勾配を用いて溶
離する。
この勾配は200mMリン酸カリウム緩衝液、pH6,
4(200mAりを緩衝液B(200ml)で最初に満
した混合室へ、該室内Oこ一定体積を保つような速度で
、充分よく混合しつつ加えることによりつくられる。
最高酵素活性を含むフラクションをためておき(段階■
)、セルロース透析管(直径1/4“)を使用して水(
21)に対し1時間透析する。
透析をくり返し、次に透析物を緩衝液Aであらかじめ平
衡させたECTEOLA−セルロースカラム(1,8x
5crn)Gc仕込む。
仕込まれたカラムを緩衝液A(100mので洗浄する。
200 mMリン酸カリウム緩衝液、p H8,0(2
00m0をカラム溶液が進むにつれて重力によって移し
入れた最初に緩衝液A(200ml)で満した混合溜を
使用して上のようにして調製した直線状勾配溶離剤で酵
素を溶離する。
酵素活性を含むフラクションをためておき(段階■)、
80%硫酸アンモニウム溶液中の酵素のけん濁液を得る
のに十分量の硫酸アンモニウムを加える。
この全部の処理の結果タンパク質に関してioo倍の比
活性増加と実質的に完全な核酸除去が得られる。
チミジンホスホリラーゼ活性はチミジンからチミンへの
ホスホロリシスに伴なう290 nmの吸収の減少を測
定することにより分光光度法で検定される。
290 nmおよびpH7,4においてチミジンはチミ
ンより高い吸光係数を有する(△ε=−480M−IC
In−1) 、:(7)検定混合物ハ全体積2.5−中
に200mMリン酸カリウム緩衝液、pH7,4と1m
Mチミジンを含む。
酵素活性の単位は25℃においてチミジンから1分間当
り1ナノモルのチミンの生成を触媒する量である。
表Iはこの実施例で述べた精製の結果を要約したもので
ある。
この手順を60倍に規模拡大しても同様な結果が得られ
る。
実施例 2 固形培地 ミューラーーヒントン(Mue l le r−Hi
n t on)(ディフコ)寒天を常法によりつくり、
オートクレーブ処理する。
培地をオートクレーブから取り出し、50−55℃まで
放冷した後、培地1rIllにつき精製酵素40単位の
最終濃度を得るのに十分量の酵素を含有する実施例1で
調製したような精製チミジンホスホリラーゼの無菌溶液
を無菌的に加える。
培地を十分に混合し、無菌ペトリ皿(こ注入し、室温ま
で放冷する。
実施例 3 感受性の試験 ミューラーーヒントン寒天(ウィルソン)およびプレイ
ン−ハートインフュージョン寒天(ディフコ)を常法で
調製し、オートクレーブ処理する(各3バツチ)。
オートクレーブから取り出した後、各培地の1バツチを
無菌ペトリ皿に注入する。
ネ各培地の他の2バツチは55°Cまで放冷する。
次に、各々の1バツチへ5%の最終濃度を得るのに十分
な分解した馬血液を加え、各培地の最終バッチへ最終濃
度40単位/mlを得るのに十分なチミジンホスホリラ
ーゼの無菌溶液を加える。
各バッチを十分に混合し、次に無菌ペトリ皿に注ぎ込む
室温まで冷却後、各寒天平板を大腸菌の希釈した(10
−’)−晩ブイヨン培養(ミューラーーヒントンブイヨ
ン)2TLlで接種する。
過剰の液体を除去し、平板を乾かす。
次に平板の表面上にTMPl、25■、TMP 1.
25■+SMX 23.75■、およびSMX 2
3.75■を含むt紙円板を置き、次にこれらを37℃
で16時間インキュベーションすると発育が完全には合
流していないローンを生ずる。
阻止帯を測定し、円板の端から未阻止コロニーの発育の
端までの距離として表示する。
表■はこの結果を要約したものである。
ミューラーーヒントン寒天は、分解した馬血液の添加に
よるとほぼ同程度まで細菌チミジンホスホリラーゼの添
加によって感受性試験に対し改善される。
しかしこの酵素は分解した馬血液よりも目立って効果的
にプレイン−ハートインフュージョン寒天を改善する。
その上、本発明方法によりつくられた実質的に無色の平
板は着色した馬血液平板よりはるかに容易にかつ迅速に
読まれ評価される。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 細菌発育培地およびそれと組み合わせた細菌由来の
    精製チミジンホスホリラーゼからなる、抗葉酸剤に対す
    る細菌の感受性試験用組成物。 2 発育培地中のチミジンホスホリラーゼの濃度が培地
    1−につき酵素活性2ないし200単位である特許請求
    の範囲第1項に記載の組成物。 3 濃度が5ないし100単位/TLlである特許請求
    の範囲第2項に記載の組成物。 4 濃度が7ないし50単位/mlである特許請求の範
    囲第2項記載の組成物。 5 チミジンホスホリラーゼを大腸菌株 (Escherichia col i )から得る
    特許請求の範囲第1項から第4項までの何れか一つに記
    載の組成物。 6 大腸菌株がB−96(ATCC13473)である
    特許請求の範囲第5項記載の組成物。 T 細菌発育培地がミューラー・ヒントンブイヨン、ミ
    ューラー・ヒントン寒天、オキソイド・センシテイビテ
    イー・テストブイヨン、オキソイドセンシティビテイー
    ・テスト寒天、ウェルコテスト・センシテイビテイー・
    テスト寒天、プレインハート・インフュージョンブイヨ
    ン、フレイン・ハート・インフュージョン寒天またはト
    リプトンツヤ寒天である特許請求の範囲第1項から第6
    項までの倒れか一つに記載の組成物。 8 細菌由来のチミジンホスホリラーゼの精製調製物と
    細菌発育培地とを混合することからなる、細菌発育培地
    およびそれと組合わせた細菌由来の精製チミジンホスホ
    リラーゼを含む抗葉酸剤4こ対する感受性試験用組成物
    の製造方法。 9 細菌発育培地およびそれと組合かせた細菌由来の精
    製チミジンホスホリラーゼを含む抗葉酸剤に対する細菌
    の感受性試験用組成物に細菌を接種し、細菌を増殖させ
    、この細菌培養物上に抗葉酸剤を含む沢紙ディスクを置
    き、この培養物を更(こインキュベートすることからな
    る、抗葉酸抗微生物剤(こ対する細菌の感受性を試験す
    る方法。
JP51007871A 1975-01-27 1976-01-27 抗葉酸剤に対する細菌の感受性試験用組成物 Expired JPS5843079B2 (ja)

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